探討大學建筑節能
時間:2022-04-12 03:19:00
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(一)當前我國建筑節能現狀
我國建筑節能工作從20世紀70年代后期開始,相對發達國家起步較晚,但經過將近40多年的艱苦努力,建筑節能方面已取得多方面的發展。如加強了建筑節能的組織管理,制定了一批建筑節能及其相關的技術標準、規范,初步建立起了一支建筑節能管理和專業技術人員隊伍,開展了建筑節能相關產品的開發和推廣應用,與有關工業發達國家的相關機構開展了建筑節能合作技術交流。但尚有許多需要完善之處,如人們對建筑節能重要性和緊迫性認識不足、行政監管體系不健全,執法不嚴,許多節能關鍵技術沒有重大突破,新產品開發力度不夠,相關建筑節能的政策和標準不完善等等。
(二)高校建筑節能方面存在的問題
從高校節能工作的整個發展過程可知,在20世紀80年代,各個學校就開始重視節能工作,并根據政府的要求,大都建立了節能委員會下設節能辦公室,開展了節約能源資源的工作。高校的建筑節能主要是通過減少建筑物冬季失熱量和夏季得熱量來實現,主要是通過加強圍護結構的保溫和提高門窗氣密性,以達到改善建筑物的熱工性能;通過廣泛使用建筑節能材料和盡量利用太陽能、生態技術節能以達到節能減排。由于當時關于建筑節能方面的制度的不健全和節能技術的不成熟,導致在上世紀80年代后相當長一段時間內建設的建筑都未能達到節能的要求。全世界都在強調節能的今天,高校近年不斷擴建之步伐,聚技術、人才之最佳,集培養和教育之重任,更應該倡節約能源之風,盡節約能源之責,因此有必要對高校目前建筑節能現狀進行分析,并采取一定的措施解決當前問題、響應國家號召。
(三)建筑節能規劃設計
所謂建筑節能不僅是建筑本身的節能,且由城市的綜合環境、氣候條件、總體布局;建筑物的形體變化、朝向;外圍護結構保溫、隔熱的性能;門窗質量等許多綜合性因素構成。因此,建筑節能首先要從規劃設計中開始。
1.優化建筑物的自然通風設計合理、高效地利用自然通風是節能設計的一個重要手段,為減少夏季空調運行時間和保證不使用空調季節室內的熱舒適性,通過疏導基地和建筑群體通風,在群體空間布局上采用前后錯列、斜列、前疏后密等方式以疏導氣流,并使建筑物處于周圍建筑物的氣流漩渦區以外。
2.優化建筑物的位置、朝向設計太陽輻射熱對建筑能耗影響最大,根據太陽高度角方位角的變化規律,建筑南向夏季可減少輻射得熱,冬季可增加太陽輻射得熱,是最有利的建筑朝向。建筑和結構設計中要注意建筑物的位置和朝向,盡量使建筑物朝南,盡量設計明室、明廳、明廚、明衛,并在南向房間開大窗,以充分利用太陽光,在北向和東西向開小窗,并要注意開窗位置,利于自然通風。
3.優化建筑物的體形設計在建筑設計中建筑體形盡量簡潔,減少體形系數,使體形系數控制在0.3以下。建筑體形在滿足日光照明、太陽輻射及建筑功能要求的前提下要盡量采用最緊湊的形式。利用建筑體形和建筑能耗之間的關系,設計出合適美觀的創新形體來降低建筑能耗水平。
4.優化建筑物圍護結構的規劃設計節能工作主要部分在圍護結構,對外墻中易形成熱橋部位的保溫構造設計合理與否,會直接影響到日后使用功能;對陽臺和外門窗屋頂等要精心設計計算,門窗、屋頂上節能材料的使用,要考慮在真正做到滿足熱舒適度的同時,更能真正節約了使用期間的開支。總之,建筑工程設計要按功能要求合理組合空間造型,充分考慮建筑體形、圍護結構對建筑節能的影響,合理確定冷源、熱源的形式和設備性能,選用成熟、可靠、先進、適用的節能技術、材料和產品。住宅節能設計只有與結構、給排水、供暖、電氣、通風等專業密切配合、共同努力,才能實現節能目標。
(四)墻體節能設計
在建筑外圍護結構中,墻體所占比重最大,因而外墻體的保溫設計相當重要,為了減輕荷載,達到保溫、隔熱要求,必須改變以往的外墻設計,改進墻體材料。目前主要用于外墻的材料有:
1.粉煤灰及礦渣磚在傳統建筑中,圍護結構普遍采用粘土實心磚,但由于它破壞耕地,國家已明令禁止使用,替代粘土實心磚的有粉煤灰及礦渣磚,它們強度高,可承重,隔熱保溫性能好,資源豐富,因其屬于工業廢物利用,所以價格經濟。
2.混凝土空心砌塊混凝土空心砌塊是建筑砌塊的一個主要品種,由于制取方便,生產工藝成熟,砌筑工藝簡單,因此,早已成為國外主要的墻體材料。
3.加氣混凝土砌塊單一材料墻體即可達到節能50%的目標,廣泛用于框架結構住宅的填充墻,或與磚墻組成復合墻體以前,加氣混凝土墻體的抹灰層易產生空鼓和開裂,是由于不了解加氣混凝土的孔形結構和材料特性,若采用摻專用外加劑的低標號砂漿,并按規定程序操作,抹灰層的質量可得到保證。
4.保溫砂漿普通砌筑砂漿的導熱系數超過實心磚等保溫砌體材料,因此,其保溫性能不與保溫墻體相匹配。采用水泥、原狀粉煤灰、普通砂配置出的保溫砌筑砂漿,由于級配的合理性,提高了砂漿的密度,價格也低于相應等級的水泥砂漿。
5.聚苯乙烯泡沫板該材料的節能效率高、隔熱效果好、密度相對較小、吸水率低,是較為理想的隔熱材料,在施工中應用較廣。
6.節能性保溫隔熱復合墻體我國目前正在廣泛推廣使用新型墻體材料,采用節能性保溫隔熱復合墻體,節能效果顯著。但是復合墻體由于框架梁拉、剪力墻的嵌入,墻體內容易造成冷橋,是保溫、隔熱的薄弱環節。據測定,高層建筑所出現的冷橋約占整個熱損失的5%~13%,因此應引起國家、設計者重視,采取有效構造措施盡可能避免產生冷橋。
(五)門窗節能設計
在建筑外圍護結構中,窗戶是薄壁的輕質構體,也是耗熱的薄弱環節,在建筑能耗方面,鋁、鋼、塑窗散熱量平均約占建筑外圍護結構總散熱量的50%,所以改善門窗的絕熱性能是節能工作的重點。
1.合理控制窗墻面積比不同朝向的住宅窗墻比有嚴格的規定,即北向、東西向、南向的窗墻面積比分別不應超過0.25、0.3、0.35。因此,從地區、朝向和房間功能出發,應選擇適宜的窗面積,同時應強調東西南北開窗有別,是通過減少北側窗的面積來減少熱量的損失。
2.提高外門窗的氣密性提高外門窗的氣密性,是減少室外冷熱空氣滲入室內的一個重要措施。減少扇與框、扇與扇、扇與玻璃間的縫隙,門窗框與墻間的縫隙,使從門窗滲入的冷空氣減少,提高氣密性。
3.使用新型材料,改善門窗的保溫性能采用熱阻大、能耗低的節能材料制造的新型保溫節能門窗,如塑鋼門窗可大大提高其熱工性能。同時還要特別注意玻璃的選材,單層玻璃本身的熱阻很小,在寒冷地區可采用雙層或三層玻璃。隨著科技的飛速發展,目前已開發出一些新型的節能玻璃,如中空玻璃、吸熱玻璃等,在造價允許的條件下應積極采用。
(六)屋面節能設計
屋頂耗熱量約占整個住宅建筑耗熱量的7%~8%,有數據表明:夏季頂層室內的溫度要比其他層高約3℃左右,因此,屋面的保溫隔熱不容忽視。屋面的節能措施應符合:
1.屋面保溫層不宜選用密度較大、導熱系數較高的保溫材料,以避免屋面的重量、厚度過大;
2.屋面保溫層不宜選用吸水率較高的保溫材料,以防屋面濕作業時因保溫層吸水量大而降低保溫效果。若選用吸水率較高的保溫材料,屋面上應設置排氣孔,以排除保溫層內不易排出的水分。
(七)利用太陽能地球攔截的太陽輻射能相當于目前全球電力消費量的1500倍,而在現有技術、經濟條件下可供開發利用的太陽能,只占理論資源量的很小一部分。因此,太陽能的開發利用具有巨大的潛力,太陽能作為一種可再生的潔凈能源是建筑上非常具有利用價值的新能源之一,太陽能在建筑上的利用方式主要有被動式太陽能采暖、太陽能供熱水、主動式太陽能采暖以及太陽能發電等等。我國太陽能資源豐富,如果能在建筑上將太陽能源充分加以利用,不僅可以節省大量常規能源,而且有利于環境保護和經濟社會的可持續發展。
(八)結束語
綜上所述,筆者認為,國家政府高度重視建筑節能工作,在政策、技術上給予建筑節能以支持和幫助,高校自身應該深刻認識建筑節能的重要價值,增強緊迫感和責任感,采取改進措施,結合實際情況運用最合理的節能措施,以減少高校維護使用的能源消耗,節約資金,讓學校能有更多的經費投入到教學、科研等領域,以有限的投入培養更優秀的人才,產生更大的社會效益,為我國的現代化建設服務,為社會服務。
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